modul tambahan-pemisahan kolom absorber

BUKU PANDUAN HYSYS 3.2

1

Simulasi Proses Teknik Kimia menggunakan

H Y S Y S 3 . 2H Y S Y S 3 . 2H Y S Y S 3 . 2H Y S Y S 3 . 2

M. Asyhari Galih S.

Copyright © 2013

Simulasi Proses Teknik Kimia menggunakan HYSYS 3.2 M Asyhari Galih S


2

Daftar Isi

Daftar Isi ....................................................................................................................................................... 2

Kata Pengantar .................................................................................................................. 3

Pendahuluan ............................................................................................................................................... 5

Bab 7. Pemisahan dengan Kolom Absorber ................................................................................... 6


3

Pendahuluan

Flowsheet merupakan bahasa dalam teknik kimia untuk menjabarkan proses yang sudah

ada atau sebuah hipotesis dengan detail yang cukup sehingga mampu menyampaikan

fitur fitur penting dalam proses.

Seorang chemical engineer mempelajari flowsheet proses dalam konteks penanganan

troubleshooting, seperti mencari mekanisme yang tidak berfungsi dengan baik, penambahan

kapasitas maupun modifikasi sebuah proses.

Hipotesis yang perlu dirancang simulasi prosesnya diantaranya adalah proses yang melibatkan

bahan kimia baru atau modifikasi radikal dari unit proses yang sudah beroperasi, terutama

untuk menjawab pertanyaan mengenai bagaimana kondisi operasi, dimensi alat dan potensi

perkiraan keuntungan.

Dengan bantuan sebuah program simulasi proses, seorang chemical engineer dapat lebih

mudah membuat model steady state maupun model dinamis dalam perancangan pabrik,

monitoring kinerja proses, troubleshooting, improvisasi operasi, perencanaan bisnis dan

manajemen aset.


4

Bab 7. Pemisahan menggunakan Kolom Absorber

• Kolom Absorber

Gambar 7.1 Perhitungan dengan menggunakan Kolom Absorber

Kolom Absorber dalam HYSYS 3.2 adalah pemodelan absorbsi gas secara kontinu

baik dalam kolom bertingkat maupun dalam kolom isian (packed column). Berbeda

dengan Column Destillation, unit operasi yang tersimulasikan dalam Absorber hanya

terdiri dari Tray Section dan arus stream outputnya adalah overhead vapour, dan bottom

liquid product.

Tidak ada spesifikasi khusus untuk Absorber, konfigurasi yang diperlukan sama dengan

konfigurasi dasar penyusunan kolom pada umumnya. Input feed stream kolom yang

berisi kondisi operasi, komposisi termasuk tekanan operasi akan menghasilkan

perhitungan larutan output. Perhitungan larutan output meliputi kondisi dan komposisi

arus produk gas dan arus produk cair.

Deskripsi Proses

Suatu aliran gas CO2 diabsorbsi ke dalam propylene carbonate pada sebuah kolom

absorber packing. Arus gas masuk terdiri dari 20 %mol CO2 dan 80 %mol methana.

Laju alir gas sebesar 2 m3/s, sedangkan kolom beroperasi pada 60 °C dan 60.1 atm.

Larutan solvent masuk mengalir sebanyak 2000 kgmol/jam.

Tentukan konsentrasi CO2 (%mol) pada arus keluaran gas dan juga tentukan kondisi

perancangan kolom meliputi tinggi dan diameter kolom (dalam meter).


5

• Mendefinikan Simulation Basis Manager

1. Pada halaman Simulation Basis Manager, masukkan parameter sebagai berikut :

Variabel Input

Fluid Packages Sour PR

Komponen CH4, CO2, Propylene Carbonate (C3=Carbonate)

2. Tekan tombol [Enter Simulation Environment] untuk memulai penyusunan laju alir

simulasi proses.

• Menambahkan Feed Stream

Tambahkan arus Stream baru dengan parameter sebagai berikut :

Variabel Input

Nama Solvent In

Temperatur 60 °C

Tekanan 60.1 atm

Molar Flow 2000 kgmol/hr

Component Mole Fraction

CO2 0

Methane 0

C3 = Carbonate 1.0

Tambahkan arus Stream yang lain dengan parameter sebagai berikut :

Variabel Input

Nama Gases In

Temperatur 60 °C

Tekanan 60.1 atm

Volumetric Flow 7200 m3/hr

Component Mole Fraction

CO2 0.2

Methane 0.8

C3 = Carbonate 0.0


6

• Menambahkan sebuah Absorber

1. Klik dua kali tombol Absorber pada Object Pallete.

2. Pada bagian Connections, masukkan parameter sebagai berikut :

Variabel Input

Nama Kolom Absorber

Top Stage Inlet Solvent In

Bottom Stage Inlet Gases In

Ovhd Vapour Outlet Gases Out

Bottom Liquid Outlet Liquid Out

3. Tekan tombol [Next], kemudian masukkan informasi sebagai berikut :

Variabel Input

Top Stage Pressure 60.1 atm (6090 kPa)

Bottom Stage Pressure 60.1 atm (6090 kPa)


7

4. Tekan kembali tombol [Next], kemudian masukkan informasi sebagai berikut, lalu

klik tombol [Done].

Variabel Input

Optional Top Stage Temp Estimate 60 °C

Optional Bottom Stage Temp Estimate 60 °C

5. Dengan mengklik tombol [Done], akan muncul jendela baru sebagai berikut :


8

• Menjalankan perhitungan simulasi

Ketika jendela utama kolom Absorber muncul, tekan tombol [Run] yang terletak di

bagian bawah jendela. Indikator Unconverged berwarna merah akan berubah

menjadi Converged berwarna hijau jika prosedur di atas telah diikuti sepenuhnya

dengan baik.

Sebagai hasil pembanding catat bagaimana komposisi CO2 pada kondisi awal

Namun perlu diingat, hasil perhitungan yang didapat pada tahap ini belum

mencerminkan model kolom absorbsi gas sesuai kasus simulasi. Karena hasil

simulasi masih dijalankan dalam mode tray, bukan dalam mode packing. Tutorial

selanjutnya akan menjelaskan bagaimana mengkonversi mode absorber tray

menjadi mode packing.

• Mengubah dari mode Tray menjadi mode Packing

1. Klik opsi menu Tools di jendela utama dan pilih sub menu Utilities .

2. Akan muncul jendela baru Available Utilities. Pilih di bagian bawah opsi Tray

Sizing.


9

3. Klik tombol [Add Utility]. Akan muncul jendela baru, Tray Sizing. Ubah namanya

menjadi Packing.

4. Klik tombol [Select TS...], akan muncul jendela Select Tray Section.

5. Untuk memilih objek alat yang akan disetting, pada kolom Flowsheet, pilih Absorber

(COL1). Sedangkan pada kolom Object, pilih TS-1. Kemudian klik tombol [OK].

6. Setelah menginputkan data pada jendela Tray Section, akan muncul kembali jendela Tray


10

Sizing. Tekan tombol [Auto Section...], maka akan muncul jendela Auto Section

Information .

7. Pada jendela Auto Section Information, bagian Internal Type, pilih opsi Packed. Akan

muncul sub menu baru. Pilih “Raschig Rings (Ceramic) 1_4_inch”, sebagai Packing Type.

Kemudian untuk Area Tolerance, masukkan nilai “0.600”, sedangkan untuk NFP Diam

Factor, adalah sebesar “0.1500”.

8. Ketika telah selesai menginputkan data tersebut, klik tombol [Next >]. Akan muncul

jendela Tray Section Information yang baru. Klik tombol [Complete AutoSection], agar

muncul jendela Tray Sizing kembali. Tutup jendela ini, dan kembali ke jendela PFD

utama.

9. Jika indikator simulasi belum menunjukkan warna hijau, maka korelasi perhitungan

pemodelan kolom isian dapat diganti dengan mengubah jenis Correlation Type pada opsi

[Packing Details].


11

10. Klik icon Absorber, dan jalankan kembali simulasi perhitungan dengan menekan tombol

[Run].

• Mengakses parameter desain Packed Absorber

1. Klik opsi menu Tools di jendela utama dan pilih sub menu Utilities .

2. Akan muncul jendela baru Available Utilities. Pilih opsi Packing dan tekan tombol

[View Utility...].

3. Akan muncul jendela baru Tray Sizing, klik tombol [ Auto Section..]. Ubah

pemilihan internal type menjadi Packed.

4. Klik tombol [Next>], kemudian tekan tombol [Complete AutoSection].

5. Berpindah ke tab [Performance], kemudian pilih Packed. Pada sub menu Results,

dapat ditemukan spesifikasi perancangan packing absorber.

6. Tutup jendela Tray Sizing, kembali ke jendela PFD utama. Klik ikon arus Gases

Out, kemudian bandingkan komposisi CO2 mula-mula dengan komposisi CO2 saat

ini.

• Pemahaman tingkat lanjut

Sebagai bahan pemahaman proses, ubah laju alir arus Solvent In dari 2000

kgmol/hr menjadi 2500 kgmol/hr. Lakukan kembali perhitungan simulasi dengan

menekan tombol [Run], kemudian perhatikan bagaimana perubahan dimensi kolom

dan konsentrasi output CO2 yang terjadi.

modul tambahan-pemisahan kolom absorber

Documents